Вывод из спирали (Exercise 14 по Канадскому КУЛПу) является важным пунктом летного экзамена на PPL. Откуда такое внимание к этому довольно простому маневру? Мне кажется, это обусловлено необыкновенным коварством спирали: ее простотой и видимой безопасностью в самом начале, убаюкивающей бдительность начинающего летчика, и стремительностью, с которой она развивается в опасное пространственное положение у самолета, несущегося к земле со все возрастающей скоростью. Этим спираль похожа на другие авиационные иллюзии, многие из которых также ведут к пространственной дезориентации или другим ошибкам в оценке параметров полета.
Что такое нисходящая спираль (spiral dive)? Грубо говоря, это пикирование с большим углом крена, при котором углы атаки обоих крыльев самолета весьма далеки от критического значения. Это отличает спираль от штопора, в котором одно или оба крыла имеют закритические углы атаки, т.е. находятся в режиме сваливания (stall). Поскольку в спирали крылья продолжают выполнять свою функцию и создают некоторую подъемную силу, самолет не клюет носом, как в обычном штопоре, и не летит вниз как «кленовое семечко», как в плоском штопоре. Он снижается по достаточно широкой спирали и хорошо слушается рулей. Технически этот маневр является фигурой простого пилотажа.
В чем же тогда проблема? Проблем несколько.
Первая — это большой крен. Если его не остановить своевременно, то самолет может перейти в перевернутый полет, выход из которого для начинающего летчика без «пилотажных» навыков практически невозможен.
Вторая — это стремительное сближение с землей. Здесь еще раз надо напомнить о коварстве спирали. Понятно, что для прекращения сближения с землей надо перейти от пикирования хотя бы к горизонтальному полету — и это можно было бы сделать рулем высоты. Но все дело в том, что в горизонтальном полете перегрузка растет по закону n=1/cos(угол крена) и при большом крене может легко превысить допустимое значение перегрузки по прочности, указываемое в РЛЭ. Скажем, если допустить крен 80 градусов, то значение перегрузки в горизонтальном полете с этим креном будет равно 5.76! И тут одно из двух: либо у вас отвалятся крылья, либо произойдет сваливание (мы помним, что скорость сваливания растет с увеличением перегрузки) и самолет уйдет в самый настоящий штопор. При этом до того, как мы начнем тянуть штурвал на себя, никакой перегрузки в спирали мы чувствовать не будем! И тут — сюрприз, сюрприз: 5.76! При такой перегрузке, кстати, нетренированный человек практически ничего осмысленно делать не в состоянии. Поэтому можно спорить о дальнейшем развитии событий: будет ли летчик тянуть штурвал на себя, пока не свалит самолет, или не будет и просто воткнется в землю на пикировании. Мрачная перспектива в любом случае.
Третья проблема спирали: рост скорости. Поскольку обычно в спираль входят не на малом газу, а с некоторым полетным режимом двигателя, то при крутом снижении скорость самолета начинает стремительно увеличиваться. Мало того, что потенциальная энергия самолета переходит в кинетическую (едем с горки — скорость растет), так еще и двигатель активно разгоняет самолет! Таким образом, сближение с землей все ускоряется, вдобавок может быть очень быстро достигнута т.н. «никогда не превышаемая скорость» (never exceed speed) Vne. Если это произойдет, самолет может разрушиться еще до того, как столкнется с землей. Кстати, по канадским правилам даже однократное и кратковременное превышение Vne должно быть зафиксировано в Journey Log, а сам самолет немедленно отправлен на внеочередную инспекцию. Ну а про возможную при такой скорости раскрутку винта и связанное с ней разрушение двигателя в полете вообще можно не упоминать — на фоне всего остального это сущие пустяки. :)
Как же люди попадают в спираль? По-разному. Причиной может служить и пространственная дезориентация в СМУ, и отвлечение внимания на чтение карты или приборов, и выполнение обычного безобидного виража с большим креном. Последний вариант особенно вероятен при первоначальном обучении, когда летчик отрабатывает так называемые steep turns (виражи с креном 45 или 60 градусов). В этих, искренне нелюбимых мной, упражнениях требуется очень активное распределение внимания между приборами и внешними ориентирами. Часто курсант не справляется со всем этим и либо продолжает бесконтрольно увеличивать крен далеко за 45 и даже 60 градусов, либо опускает нос самолета (возможно, избегая таким образом неприятного ощущения перегрузки). Возможна также и комбинация этих двух вариантов. И вот она — нисходящая спираль! Земля становится хорошо видна в боковом окне и прямо перед капотом, шум ветра слышен даже в хороших наушниках, стрелка указателя скорости ползет в желтую зону, высотомер отматывает высоту… инструктор что-то орет… и берет управление на себя. Ай-ай-ай. :)
Чтобы такого не случалось впредь, инструкторы тренируют курсантов выводить самолет из непреднамеренной спирали. Для этого они вводят самолет в спираль (не меняя режима, сильно увеличивают крен и направляют носом в землю) и говорят «Вывод!» (Recover!). В ответ на это курсант должен выполнить ряд простых операций в определенной последовательности, а именно:
1. Полностью убрать газ до малого, чтобы приостановить разгон скорости. В дальнейшем неглупо научиться сперва бросать взгляд на указатель скорости и убеждаться, что скорость растет, а не падает. Это потом окажется полезным для еще одного, уже чисто «приборного», упражнения: «вывод из сложных пространственных положений» (unusual attitudes).
2. Полностью убрать крен, переходя таким образом от спирали к обычному пикированию (превращая spiral dive в обычный dive). Это совсем нетрудно и нужно для того, чтобы исключить сложение «виражной» перегрузки с перегрузкой, всегда возникающей при выводе из пикирования.
3. Вывести самолет из пикирования взятием штурвала на себя. Перегрузка здесь будет тем больше, чем сильнее управляющее воздействие на руль высоты и чем выше скорость. Впрочем, при наличии достаточного запаса высоты, слишком интенсивный вывод не требуется, и перегрузка остается в разумных пределах, не дотягивая даже до 4. Таким образом, маневр является безопасным с точки зрения прочности самолета и способности летчика безболезненно переносить перегрузки.
4. После вывода в горизонтальный полет и снижения скорости до обычной полетной (например, 80 узлов для любой Цессны), необходимо вновь установить двигателю номинальный режим (допустим, 2400 RPM для Cessna 150) и продолжить полет.
Если все делается решительно и в указанной последовательности — маневр не выглядит пугающим ни для курсанта, ни для экзаменатора. :) В реальной (не учебной) ситуации летчик должен действовать точно так же по-возможности начиная вывод при первых же признаках спирали, не допуская ее развития.
От себя могу дать один совет: всегда будьте осторожны с кренами в виражах. По неведомой причине, чаще всего при полетах на новом типе или после большого перерыва, у многих курсантов (например у меня) существует тенденция «заваливать» самолет на бок. Многие самолеты, особенно низкопланы, довольно охотно это делают (это называется overbanking tendency). Вдвойне будьте осторожны с этим в самостоятельных полетах, когда некому исправить вашу ошибку. Помните, что если вы почему-то видите землю чуть ли не под прямым углом в боковом окне и НЕ ЧУВСТВУЕТЕ перегрузки при этом — вы однозначно валитесь в спираль. Сразу проконтролируйте крен по авиагоризонту и взгляните на указатель скорости. Показаний этих двух приборов достаточно чтобы повернув и одновременно выбрав штурвал на себя, вернуться к выполнению обычного горизонтального виража. Имейте в виду, что выбирая штурвал для уменьшения скорости, вы обязательно почувствуете перегрузку — и это хорошо. Значит, самолет вновь «опирается на воздух» в вираже и снижение скоро прекратится.
Главное, сразу действуйте, не сидите! У вас не так много времени в запасе. Для совсем начинающего летчика будет безопаснее сразу полностью устранить крен, убедиться, что самолет не теряет высоту, и вновь войти в вираж с меньшим креном.
В обычных полетах вообще не следует использовать виражи с креном более 30 градусов, т.к. крутые виражи, выполненные неправильно (со снижением) могут привести к спирали, а выполненные правильно наверняка не понравятся вашим пассажирам из-за ощутимых перегрузок. Пренебрежение комфортом пассажиров может сделать полет весьма неприятным даже для самого пилота. Кстати, перед вылетом не забудьте проверить, что количество «пакетиков» (airsickness bags) соответствует количеству человек на борту. :)